教材建设在教学改革研究中的地位与作用

郑　莉　李　莉　余小沛

课程建设，通常包括教学研究、教学模式设计、教材和教学资源建设、师资队伍建设等。其中，教材建设是核心，也是成果的具体体现形式。

教学是一种长期进行的活动，需要进行持续不断的研究，要本着严谨的科学态度，研究教学的各个环节，研究教育者和学习者的特点。我们对“C++语言程序设计”课程的教学研究主要着眼于以下几个方面。

一、课程体系和内容研究——体现为教材的内容

我们对课程内容、体系的不断改革，是基于对计算机科学和技术发展趋势的研究，对工科其他专业与计算机专业交叉渗透、互相融合的研究，对社会人才需求的研究、对学生认知规律的研究。

例如针对程序设计零起点的学生讲授面向对象的程序设计，其可行性的根据是什么呢。首先，从面向对象的思想本身来讲，它与面向过程的思想相比，更接近人类自然的思维方式，应该更容易接受。从学习者的认知规律来讲，习惯了一种思维方式，要改变的时候，往往其难度大于从零起点开始学习。因此向零起点的学生讲授面向对象的C++语言，是可行的、符合科学本身和学生的认知规律的。

我们在课程内容建设上，将先进性与基础性统一，深入性与广泛性结合。

①以面向对象的思想方法为起点和主线。面向对象方法的出现，既是程序设计方法的一大飞跃，也是一个返璞归真的过程，人类几千年文明所形成的思维方法正是面向对象的方法。本课程以此作为学习程序设计的起点和贯穿整门课程的主线，同时有机地融合面向过程的程序设计基础知识。课程内容结构科学、逻辑清晰、学习路径简捷自然，因而学生欢迎。

②引入UML语言表示类的结构。UML语言是目前应用最为广泛、功能最为强大的建模语言，采用UML语言表示类的结构，可以让学生从一开始就熟悉科学、严谨的表示方法，为进一步的学习打下良好的基础。

③介绍常用的数据结构和算法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

④介绍泛型程序设计和“C++标准模板库”。泛型程序设计与面向对象的程序设计是两种不同的方法，两者相得益彰。C++的独到之处在于不仅支持面向对象的方法，也很好地支持泛型程序设计方法。巧妙地将两者结合，便可以更有效地解决问题。本课程介绍了泛型程序设计和STL的基本概念，为学生以后深入学习打下了良好的基础。

上述内容都体现在教材《C++语言程序设计》（第3版）中。

二、学生心理和教学模式研究——多种形式的立体化教学资源

当今社会是一个多元化的社会，崇尚个性与创造，学生的心理和学习习惯也是多样化的。这是教学研究中必须研究的，也是教学模式设计中必须考虑的。

例如对于几百人的大课，多数学生是习惯的，学习效果是比较好的。但是每学期都有一部分学生，不喜欢大课。这样的学生主要分三类。

一是学习吃力的学生，跟不上大多数同学的学习速度，成了大课的掉队者，逐渐地听课成了听“天书”，进而失去学习兴趣。

二是喜欢动手实践的学生，不能忍受连续两个学时听讲而不动手尝试，在课堂上总显得跃跃欲试，有些躁动。但是百人以上的大课，让学生动手尝试的机会总归比较少。

三是学习能力较强、理解问题较快的学生，没有耐心按部就班听课，愿意自己安排学习进度。

针对上述几种偏爱个性化学习的学生，我们与面授同步，开设了网络班，用多媒体视频课件实现网上授课，这样学生的学习时间、进度都可以自由控制。没有看懂的部分可以反复看，已经会的可以迅速浏览，还可以在听讲过程中随时停下来动手实践。

我们根据学生的学习习惯及认知规律，在教学模式设计中兼顾了以下几个方面。

（1）课堂教学与实验教学相结合

通过课堂教学传授基础理论和基本概念，实验课加强对基础知识的理解并培养基本的实践能力。

（2）课程作业与项目训练相结合

以课程作业进行基本编程能力的培养，以项目训练进行独立分析问题和解决问题以及应用开发能力的培养。

（3）常规教学与网络教学相结合

以常规教学满足大多数学生的学习需求，以网络课程作为补充，以适合不同的学习习惯，并鼓励自主学习。

（4）通过网络平台让师生交流、学生协作不受时间和空间的限制

网络让师生的交互、学生的协作更为方便，也更利于实施教师指导下的学生自主式学习。教师由知识的灌输者成为学习的引导者，学生由被动地接受教育变成主动地探索知识。

针对学生的不同学习习惯，我们制作了出版配音网络课件、视频网络课件，供学生上网学习。还将讲课录音制作成MP3文件，将PPT讲稿给学生下载，这样不愿意上网的学习学生，在自习教室也可以边听MP3，边看讲稿学习。

对于学生的所有学习模式，我们都提供网上答疑、讨论，方便学生随时得到老师和其他同学的帮助。

三、教材体系研究——整套教材及教学资源的作用与配合

主教材是整套教材和课程的灵魂，体现了主要的教学思想和内容。其他配套教材从多种不同侧面给教师、学生以特殊帮助，采用多种媒体形式为师生提供全方位教学环境。学生用书指导学生进行预习、复习和实验，教师用书和电子教案向教师提供教学要点、教学方法和经验。多媒体课件可以用于自学和开设网络课程。教师、学生无论采用何种教学模式，都能从本套教材获得充分的支持。

（1）主教材

主教材是教学内容和教学思想的主要体现者，是系列教材的核心和灵魂，涵盖了程序设计基础知识、面向对象的程序设计思想和技术、常用数据结构和算法、泛型程序设计的基本概念等。

（2）学生用书

要将书本上的知识变为自己所具有的能力，所需要的是实践、实践、再实践。在实践环节中，起主导作用的是学习者自己，旁人是无法代劳的，也不能期望有什么一蹴而就的捷径。但是由于学生在实践过程中不能随时随地得到指导，因此花费时间较多，总感觉程序设计课作业负担太重，有的学生甚至因为花四五个小时调不通一个简单的程序而失去学习兴趣。

学生用书的目的在于为学生提供实践指导，让学生在实践的过程中多些成功的乐趣。学生用书的开始，首先给出一个简要的“学习指南”，其余章节与主教材《C++语言程序设计》（第3版）相对应，每章内容分为三部分：“要点导读”、“实验指导”、“习题解答”。其中的实验指导包括“实验目的”、“实验任务”、“实验步骤”和“答案与提示”，实验的完整参考程序可从网上下载。习题解答和实验内容，不仅可以指导读者上机练习，也可以由教师选为例题在课上演示，使教学内容更加丰富。如果学生没有足够的时间做完全部习题和实验，将题解作为例题阅读也不失为一种好的选择。

（3）案例教程

主教材重点在于系统地讲解面向对象的思想、方法，对于许多语法细节、编写C++程序的技巧等不能详细讲解，由于其入门教材的定位，对于许多问题不宜阐述过深，对于学生的许多疑问、困惑不能一一解答。因此一些学生和自学读者，感觉缺少深入、细致的案例教材。这本案例教程，就是应这样的需求而诞生的，可以配合主教材，作为教学参考书，也可以独立使用，开设案例课程。

（4）教师用书

教材是教学经验的结晶，也是经验传播的载体。我们为《C++语言程序设计》（第3版）教材编写了教师用书，除提供PowerPoint文稿外，为每一章编写详细的“教学要点”及学时建议。为每一张投影片，编写讲解要点。由于教材篇幅的限制，不便在主教材中增加很多例题和习题，所以我们在教师用书中提供了一批补充习题以及考试样题。这些都是为了将教学思想和经验进行总结和提高，同时也便于交流与推广。

（5）多媒体课件

为了方便学生自主学习，与教材配套，还开发了音频课件、视频课件，在清华大学课堂实时录制，让学生自学时也仿佛亲临课堂，为学生提供最灵活的学习方式、最大的方便，使学习可以不受时间、空间的限制。

（6）教学网站

网站对全球开放，有“在线讲堂”、“答疑教室”、“师生讨论”等栏目，在线演播配音课件，提供教学资源下载，组织教学活动，有效地支持了教师指导下的学生自主式学习和协作学习。

四、以教材建设带动教师队伍建设

通过编写教材培养和锻炼了高素质的博士助教队伍和年轻教师队伍，以教材建设凝聚教师积极参与教学研究。

总的来说，教材建设促进了教学研究，而教学研究的成果又丰富了教材的内容和媒体形式，教材是教学研究成果和教学经验的浓缩载体。以教材建设带动教学研究和课程建设，是一条理论与实践相结合的成功之路。